Autre recherche fondamentale

120 poussins vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Âgés de un à dix jours, chacun est placé huit à dix jours dans une enceinte avec environ cinq cents larves de tique qui se nourrissent de leur sang, pour étudier l'effet de bactéries symbiotiques sur le cycle des tiques. Le porteur mentionne des démangeaisons possibles et prévoit de tuer les poussins après l'exposition, au motif que des larves pourraient rester sur eux et s'échapper. Il indique que cette espèce de tique refuse tout autre mode de nourrissage en laboratoire.

Objectifs

Caractériser l'effet de microorganismes symbiotiques sur le cycle de vie des tiques (survie, reproduction, longévité, temps de développement). Pour celà, nous souhaitons maitenir en élevage une espèce de tique molle, Ornithodoros maritimus (famille des Argasidae). Cette espèce de tique est naturellement présente sur le sol français (plus généralement sur tout le pourtour Méditerranéen) et est spécifique des oiseaux de mer (Goélands notamment) sur lesquels elle se nourrit. La tique O. maritimus héberge une bactérie symbiotique, non pathogène, appelée Coxiella-like endosymbiont. Cette bactérie est génétiquement proche, mais différente, de l'agent de la fièvre Q, Coxiella burnetii. C'est justement l'effet de cette Coxiella-like endosymbiont sur les tiques que nous voulons étudier dans ce projet. Nous mesurerons ici les traits d’histoire de vie des tiques (taux de croissance, survie, fécondité, taille adulte, etc) en fonction de la présence/absence de bactéries symbiotiques.

Bénéfices attendus

Meilleure compréhension de la biologie des tiques et de leur cycle de vie, notamment des interactions entre les tiques et leurs bactéries symbiotiques, et des mécanismes moléculaires à l’origine de cette interaction. Ce projet permettra de comprendre les tiques ont besoin de bactéries symbiotiques pour se reproduire et achever leur cycle de développement.

Procédures

Les poussins seront placés dans des mésocosmes en présence de larves de tique pour une durée de 8 à 10 jours afin que celles-ci puissent se nourrir. Les poussins en seront retirés à la fin de la procédure (les larves de tiques, une fois à réplétion au terme de ces 8 à 10 jours, se détachent spontanément des poussins et se laissent tomber sur le fond du mésocosme). Aucune autre intervention expérimentale n’est prévue sur ces animaux.

Impact sur les animaux

Les poussins seront exposés aux piqures de tique dans les mésocosmes pendant 8 à 10 jours. Chaque poussin sera exposé aux larves issues de deux pontes de tique, soit environ 500 larves (une larve mesure 0.4mm environ). Le volume de sang prélevé par les larves de tique molle est inconnu, mais nous l’estimons inférieur à 0.1 µL (ce prélèvement s'étale sur une semaine entière). L'expérience du terrain sur les oiseaux de mer (poussins de goéland) indique qu'il n'y a a priori pas de risque de spoliation sanguine avec cette quantité de larves. Des démangeaisons pourraient éventuellement se manifester bien que ça n'ait pas été reporté sur les oiseaux sauvages. Par ailleurs, nous estimons que toutes les larves ne se nourrirront pas (environ 10 à 20%) pendant la durée de l'expérience. En cas de démangeaisons ou de risque d’allergie, nous retirerons les poussins concernés des mésocosmes.

Devenir

Les poussins seront euthanasiés après l'exposition aux tiques car il y a un risque que des larves de tique restent présentes dessus et puissent s'échapper.

Remplacement

Les poussins ne seront utilisés que pour le nourrissage des stades larvaires (les stades de développement ultérieurs seront nourris sur oeufs embryonnés et non sur poussin). Cette espèce de tique refuse tout autre type de nourrissage en laboratoire.

Réduction

Le nombre de poussins utilisé en expérimentation est réduit au stricte minimum. Les nombre prévus de poussin pour la durée des expériences (5 ans) est de 120. Ce nombre élevé s'explique par (1) l'utilisation unique poussin, (2) nos protocoles expérimentaux qui nécessitent le maintient séparés de deux cohortes de tique (ces cohortes diffèrent entre elles par la présence ou l'absence de bactéries symbiotiques).

Raffinement

Pour un meilleur enrichissement, nous rajouterons une suspension avec objets brillants et colorés dans le mésocosme. Un protocole de suivi des points limites d'évaluation de la souffrance et des critères d'arrêt sera mis en place.

Choix des espèces

Dans la nature, la tique Ornithodoros maritimus ne se nourrit que sur oiseaux de mer comme les goélands. En laboratoire, cette espèce accepte de se nourrir sur poule domestique. Les larves de tique acceptent facilement de nourrir sur des poussins de 1 (en début d’expérience) à 10 jours (en fin d’expérience). Le nourrissage sur poussins plus agés ou poules est plus problématique (de nombreuses larves de tiques ne se nourrissent pas).

448 souris vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles reçoivent sous anesthésie des injections d'ADN dans un muscle suivies d'une électroporation, puis sept prises de sang en un mois sur animal vigile, pour mettre au point une méthode faisant produire une protéine par les cellules musculaires. Le porteur indique que les injections et les prélèvements peuvent provoquer des douleurs et des hématomes, et prévoit la mort de toutes les souris pour analyser leurs muscles. Il présente cette mise au point comme une étape vers des biomédicaments destinés aux animaux domestiques.

Objectifs

Le présent projet vise à développer une méthode permettant de faire exprimer par un muscle une protéine d’intérêt à partir d’un plasmide contenant sa séquence codante. Le plasmide est injecté dans les cellules musculaires de souris afin d’induire une sécrétion à une dose supérieure ou égale à la dose minimale efficace. Le projet se focalisera sur des protéines de types anticorps, à longue durée de vie, puis un peptide, la kisspeptine, à plus courte durée de vie, impliqué dans le contrôle de la reproduction. L’objectif est donc double : 1/ mettre en place une méthode d’expression de protéines par les cellules musculaires et 2/ induire une expression qui soit suffisante pour être détectée dans le sang des animaux et agir sur des cibles présentes à distance des muscles. Ce projet fait suite à de nombreux tests cellulaires de vérification de la fonctionnalité des plasmides ADN utilisés. Sa réussite ouvrira la voie à des études plus approfondies et à visée thérapeutique chez des espèces domestiques.

Bénéfices attendus

Une fois abouti, le présent projet a pour vocation de mettre en place une méthode de production de biomédicament par les cellules musculaires d’un muscle de souris via l’injection d’un vecteur ADN. Celle-ci ouvrira de nombreuses perspectives thérapeutiques intéressantes et notamment, dans notre cas, pour les animaux domestiques.

Procédures

Les animaux de cette étude seront soumis à des injections intramusculaires et de l'éléctroporation sous anesthésie générale (d'une durée inférieure à 10 minutes). Afin de réaliser un suivi de l'expression des protéines exprimées suite à l'injection, 7 prélèvements de sang de quelques secondes seront réalisés sur animaux vigiles sur une période de 28 jours.

Impact sur les animaux

Les procédures employées dans notre projet emploient des injections intramusculaires, d’ADN complexé ou non à un transfectant pouvant potentiellement induire des douleurs. Des prises de sang seront également réalisées et peuvent provoquer des douleurs, ou encore des hématomes aux lieux de ponctions.

Devenir

Afin de réaliser des marquages et des études poussées sur les muscles de nos animaux, ceux ci seront euthanasiés suite à l'injection d'un mélange anesthésique à l'issu de chaque procédure

Remplacement

Une première sélection des meilleurs plasmides d’expression a été réalisée en amont sur des modèles de cultures cellulaires. L’étude de la production de nos protéines d’intérêt par un tissu musculaire et sa sécrétion dans la circulation sanguine générale n’a, à l’heure actuelle, pas de méthode de remplacement qui permet de suivre l’effet des silençage épigénétique et immunitaire.

Réduction

Notre protocole expérimental a été mis en place de sorte à réduire au maximum le nombre d’animaux utilisés. La première mesure de réduction a été d’utiliser des vecteurs exprimant des protéines qui sont détectables dans la circulation sanguine et pouvant être dosées. De cette façon, les animaux ne seront pas euthanasiés à chaque temps d’observation pour étudier l’expression du vecteur et celle-ci pourra être suivie au cours du temps sur un seul et même animal. C’est donc un double bénéfice au niveau scientifique et au niveau de l’utilisation d’animaux. La seconde mesure de réduction consistera à effectuer un premier tri de notre collection de vecteurs plasmidiques sur des systèmes cellulaires, ce qui a permis de réduire de façon significative le nombre de tests sur animaux.

Raffinement

Les animaux utilisés dans cette étude sont élevés dans les conditions d'élevage classique, dans des cages en présence d'enrichissement. De plus, les animaux seront visités au moins une fois par jour permettant l'habituation de l'animal à l’expérimentateur et un suivi du bien-être des animaux. Une attention toute particulière sera portée au comportement et l'apparence des souris et celles ci seront pesées tous les jours pendant 3 jours après les injections intramusculaires, injections ou prises de sang puis tous les 2 jours jusqu'aux prochains prélèvements sanguins. Ce suivi permettra d'évaluer le bien-être des animaux et de décider de l'euthanasie ou le soulagement de la douleur des animaux suivant le stade d'atteinte des points limites (soulagement de la douleur en cas de dégradation d’un critère de comportement et d’apparence, euthanasie en cas d’atteinte du seuil critique de perte de poids et/ou dégradation de plus de deux critères de comportement et d’apparence). Afin de réduire le stress lié aux prélèvements de sang et permettre l'habituation des animaux à cette procédure, un morceau de cookie sera apporté aux animaux après chaque prélèvement sanguin. De plus, lors des chirurgies, des traitements anesthésiques et analgésiques seront apportés aux animaux pour réduire leur douleur au maximum.

Choix des espèces

Le projet emploie la souris qui est un modèle de petite taille possédant donc de petits muscles. Pour une mise au point comme c’est le cas dans notre projet, l’approche est ainsi facilitée. Enfin, la souris est un modèle très largement employé dans la littérature pour ce genre d’étude, les connaissances associées sont donc très nombreuses et nous permettent donc d’être plus précis sur certains aspects techniques, réduisant ainsi le nombre d’animaux à utiliser. La méthode mise en place dans ce projet a pour vocation de faire produire nos protéines d’intérêt dans un système complètement fonctionnel et développé. Les animaux employés seront donc post pubères et adultes.

580 souris et 190 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils reçoivent des injections de cellules cancéreuses dans le cerveau, le cœur ou une veine, ou de biomatériaux, puis des examens IRM sous anesthésie répétés deux fois par semaine, les tumeurs pouvant provoquer titubation, léthargie et perte de poids. L'objectif n'est pas de soigner mais de développer des séquences d'imagerie IRM plus rapides et quantitatives, destinées à terme à la clinique humaine. Le porteur qualifie l'imagerie du petit animal vivant de "maillon indispensable" et ne prévoit que des essais in vitro préliminaires.

Objectifs

L’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) apparait comme une technique d'imagerie pouvant remplacer le scanner du fait de son innocuité. Cette technique est devenue un outil de plus en plus utilisé pour le diagnostic médical, grâce à sa bonne résolution spatiale, son caractère non-traumatique et sa grande variété de contrastes. Ces progrès n'ont pu être réalisés sans d'importants développements méthodologiques. Afin de poursuivre ces avancées techniques, notre projet consiste à développer des stratégies pour analyser les systèmes biologiques dans une réelle approche intégrative en cherchant autant que possible à limiter la perturbation et l’influence de l’exploration sur le comportement du système analysé. Plus précisément il s'agit d'une part d'optimiser ou de développer de nouvelles méthodes en imagerie permettant d'obtenir des informations sur la structure et/ou la fonction d'une partie d'un organe ou sur la totalité de l'organisme dans le temps et dans l'espace et de mettre en évidence des dysfonctionnements. Ces méthodes ont pour objectifs d’être, à terme, utilisées en routine clinique chez l’homme. D'autre part, dans le cadre de développement de thérapies (cellulaires) ciblées, il est important de perfectionner ou d'inventer des méthodes innovantes de ciblage et de marquage cellulaire afin de les détecter et suivre leur devenir par IRM. Ces méthodes nécessitent l'injection d'un agent ciblant stable et biocompatible agissant comme des agents de contraste intelligents. Ce projet est donc basé sur le développement de séquences IRM sur le petit animal pour obtenir des informations précises et fiables, en 3D et en des temps d’acquisition rapides. C’est pour cela que des techniques originales d’acquisition des données seront développées, et combinées à des techniques de traitement du signal. Les principaux problèmes auxquels ces nouvelles méthodes devront répondre sont le manque de contraste du tissu d’intérêt, les mouvements respiratoires et cardiaques qui rendent les images floues, le signal hyperintense de la graisse, la sensibilité aux hétérogénéités de champ magnétique et la quantification précise, fiable et reproductible de paramètres physiques.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre de, non seulement apporter plus de connaissances sur l’anatomie du cerveau, mais aussi de développer des méthodes IRM plus rapides, plus informatives, pour obtenir des diagnostics plus précoces et précis pour l’oncologie. Finalement, en ingénierie des biomatériaux, ce projet permettra d’évaluer l’efficacité de la régénération tissulaire et vasculaire dans des organes profonds, avant leur transfert à l’homme.

Procédures

Toutes les procédures seront réalisées sous anesthésie générale. Un premier groupe de 70 souris et 30 rats sera soumis à une injection de cellules cancéreuses ou de biomatériaux dans le cerveau (en une seule fois, chirurgie ne dépassant pas 15min par animal) puis subiront des examens IRM (ne dépassant pas 1h par animal) répétés deux fois par semaine. Un deuxième groupe de 30 souris animaux sera soumis à une injection de cellules cancéreuses via une injection via le coeur (en une seule fois, intervention de quelques minutes) puis subiront des examens IRM (ne dépassant pas 1h par animal) répétés deux fois par semaine. Un troisième groupe de 30 souris sera soumis à une injection intraveineuse de cellules cancéreuses via la veine cave (intervention de quelques minutes) puis subiront des examens IRM (ne dépassant pas 1h par animal) répétés deux fois par semaine. Un quatrième groupe de 580 souris et 190 rats sera soumis à une injection intraveineuse de cellules cancéreuses ou d’agents de contraste IRM via la veine caudale (intervention de quelques minutes) puis subiront des examens IRM (ne dépassant pas 1h par animal) répétés deux fois par semaine. Un cinquième groupe de 60 souris et 40 rats sera soumis à une injection sous-cutanée de cellules cancéreuses ou de biomatériaux (intervention de quelques minutes) puis subiront des examens IRM (ne dépassant pas 1h par animal) répétés deux fois par semaine.

Impact sur les animaux

Le création des modèles tumoraux et d’implantation de biomatériaux peuvent induire des douleurs dues aux chirurgies correspondantes, notamment au niveau de la tête et de l’abdomen. Les modèles tumoraux pourraient induire des effets indésirables sur le comportement de l’animal (titubation, léthargie), sur son apparence (yeux mi-clos, dos vouté), une perte de poids, des signes neurologiques tels que la tête penchée, et des signes de modification de la fonction respiratoire. L’implantation des biomatériaux devrait générer une inflammation locale et temporaire.

Devenir

Les suivis IRM sont nécessaires à l'évaluation de l’efficacité des nouvelles méthodes IRM dans la détection, le diagnostic et le pronostic. Afin de confirmer la détection de tumeurs ou de biomatériaux par IRM, les animaux seront euthanasiés en fin de chaque procédure pour extraire des organes et tissus d’intérêt et ainsi réaliser des études histologiques.

Remplacement

Nous souhaitons développer des séquences IRM permettant un diagnostic plus précoces et fiables grâce à l’obtention d’images avec des résolutions spatiales et temporelles plus élevées, et des informations plus quantitatives. L’imagerie du petit animal vivant est donc un maillon indispensable dans ce processus. En revanche, nous réaliserons des expérimentations in vitro préliminaires avant tout passage à l’animal, concernant l’efficacité du marquage cellulaire et la détection des biomatériaux. Pour cela, les cellules marquées ou les biomatériaux seront piégés dans du gel d’agarose puis imagés. Cela permettra de réaliser une 1e optimisation des nouvelles méthodes IRM.

Réduction

Des contrôles sains seront nécessaires pour vérifier la validité des diagnostics IRM des animaux pathologiques. Cependant, du fait de la non-invasivité de l’IRM, les mêmes animaux seront imagés plusieurs fois avec un minimum de trois jours entre chaque examen. De plus, les structures contralatérales (ou éloignées du site d’implantation) de chaque tissu d’intérêt serviront de contrôle interne. Cette démarche permet de limiter le nombre d’animaux au strict nécessaire.

Raffinement

Les animaux seront gardés dans des cages séparées, avec de l’enrichissement et de la nourriture et de l’eau à volonté. L'utilisation d'anesthésies gazeuses générales lors des procédures, d'une couverture analgésique pendant les chirurgies, la présence d'un tapis chauffant permettant de maintenir la température interne des animaux et le contrôle de la respiration permettent d'assurer un réveil rapide des animaux et sans douleur. L’expérience d’IRM en elle-même ne génère aucun signe de souffrance visible. L’agent de contraste utilisé est quotidiennement employé lors des examens sur les patients. Cet agent de contraste n’entraîne pas d’effets secondaires. De plus, les animaux seront injectés à une dose 5 fois inférieure à la dose clinique. Une grille de scorage a été instaurée pour surveiller la santé et le bien-être des animaux, comprenant des signes au niveau du comportement, de la mobilité, de la perte de poids, et de l’apparition de symptômes cliniques. Les souris pathologiques seront étudiées jusqu’à ce que leurs poids aient diminué de 15% ou que les autres points limites soient atteints. Si des signes de mal-être apparaissent, les animaux seront pris en charge par un analgésique et pourront être séparés et placés dans des cages individuelles. Des points limites ont aussi été instaurés, induisant une euthanasie immédiate. L’état de santé des animaux sera suivie quotidiennement.

Choix des espèces

Les souris C57Bl/6N sont des souris sans modification génétique, représentant des animaux d’étude de l’anatomie du cerveau sain, et de l’efficacité de régénération tissulaire suite à l’implantation d’un biomatériau. De même, des rats Wistar seront utilisés du fait de leur taille importante comparée à la souris permettant de faciliter l’implantation de biomatériaux. Les souris BalbC et Swiss Nude permettront d'obtenir des modèles de tumeurs d'origine murine ou humaines. Tous les animaux seront utilisés à l'âge adulte.

1 032 souris et 600 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur induit une parodontite par ligature ou injections répétées dans la gencive, certains subissant une chirurgie stéréotaxique avec injections intracérébrales, un hébergement isolé en cage métabolique et des prélèvements de sang et de liquide céphalorachidien, pour tester le lien entre infection buccale et maladies neurodégénératives. Le porteur indique n'attendre qu'un inconfort léger et des saignements gingivaux, sans effet secondaire notable. Sur le remplacement, il affirme que l'usage d'animaux vivants revêt un caractère de "stricte nécessité" et que ces évaluations ne peuvent se faire sans modèle animal.

Objectifs

Les maladies neurodégénératives regroupent un ensemble de pathologies affectant le système nerveux, dont la plus prévalente est la maladie d’Alzheimer (MA) faisant partie des tauopathies. Dans les tauopathies, la protéine Tau est hyperphosphorylée et présente un repliement anormal, provoquant une perte de sa fonction physiologique et un gain de fonction toxique. La protéine Tau anormale est délocalisée vers le soma puis les dendrites où elle s’accumule, générant une dysfonction synaptique. Ces dernières années, est apparue l’hypothèse qu’une inflammation, progressive et auto-entretenue, du système nerveux central (SNC), peut constituer un terrain favorable à une neurodégénérescence. Les infections périphériques, en agissant sur les processus neuro-inflammatoires, contribueraient au déclenchement et/ou à l’évolution péjorative de ces pathologies. Les parodontites, pathologies buccales infectieuses figurant parmi les affections humaines les plus fréquentes, sont caractérisées par des lésions inflammatoires chroniques des tissus de soutien des dents. Elles sont reconnues comme associées à la progression négatives de diverses pathologies systémiques dont les pathologies neurodégénératives. Cependant le schéma spatio-temporel pouvant lier tauopathies et pathologie infectieuse/inflammatoire périphérique comme la parodontite est encore mal connu. Dans ce contexte général, notre projet vise a investiguer de manière large le schéma spatio-temporel liant infections et inflammation périphériques, neuroinflammation et tauopathie pour mieux définir dans quelle mesure l’immunité innée/adaptative dans le système nerveux central (SNC) mais également les processus immunitaires périphériques sont impliqués dans le développement de la tauopathie. Notre hypothèse est que les infections et/ou inflammations périphériques aggravent voire induisent les signes biologiques et cliniques des tauopathies.

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont l’obtention de données satisfaisantes permettant : - D’identifier les conséquences d’une infection périphérique buccale ou d’une inflammation systémique sur l’initiation ou la progression des tauopathies. - D’élucider des voies mécanistiques liant les tauopathies et les parodontites afin de mettre en évidence des cibles thérapeutiques ou des marqueurs diagnostiques. En effet, l’induction d’une parodontite expérimentale sur un terrain avéré de prédisposition à une pathologie neurodégénérative permettra de vérifier le rôle potentiel de la parodontite dans l’exacerbation, l’entretien voire le déclenchement de la neuroinflammation et de la neurodégénérescence chez un individu susceptible. Si la parodontite est un facteur aggravant les tauopathies, alors cliniquement les patients atteints de tauopathies devraient bénéficier d’un examen parodontal et d’une prise en charge parodontale en cas de pathologie détectée. Les données que nous obtiendrons avec ce projet sont importantes pour améliorer à moyen terme la prise en charge globale des patients atteints de tauopathies dont la maladie d’Alzheimer et à long terme la santé orale de ces patients. D’autre part, l’induction d’une parodontite expérimentale chez un animal sans prédisposition permettra de vérifier le rôle potentiel de la parodontite dans l’induction de la neuroinflammation et de la neurodégénérescence. Si ce rôle est vérifié, alors cliniquement les patients atteints de parodontite pourrait faire l’objet de dépistage de troubles cognitifs de manière préventive. Il serait alors interessant de pousser la recherche vers des études cliniques en fonction des stades et grades de la parodontite pour déterminer si une catégorie de patient atteint de parodontite serait plus à risque (parodontite sévère de stade III ou IV, à progression rapide grade C par exemple). Compte tenu de la charge mondiale des troubles du déclin cognitif due aux changements démographiques, la recherche et l’identification de facteurs de risque potentiellement modifiables de tauopathies comme proposé dans notre projet fait partie intégrante des efforts de recherche multidisciplinaires. De plus, l’emploi de différents modèles dans notre projet, devrait permettre d’identifier le modèle le plus optimal pour l’analyse des mécanismes et du schéma spatio-temporel des liens entre pathologies neurodégénératives et parodontite et donc raffiner la modélisation pour les études futures.

Procédures

Ce projet comporte 2 procédures chirurgicales (induction de la parodontite, injection par stéréotaxie). L’induction de la parodontite se fera par 2 techniques différentes, l’une nécessitant une seule intervention et un suivi pendant 4 semaines, l’autre nécessitant des injections répétées trois fois par semaine pendant 24 jours. L’emploi de ces deux techniques permet de reproduire des aspects différents de la parodontite (évolution lente ou évolution rapide) pour des groupes d’animaux différents. Pendant cette période, 540 rongeurs bénéficieront d’un suivi à l’aide de cages métaboliques où les animaux seront hébergés seuls afin de déterminer leur balance énergétique. Pour ces deux techniques il sera attendu 10 jours avant de placer les animaux dans les cages métaboliques et une période d’acclimatation d’au moins 48 heures avec de la litière identique à leur cage d’hébergement et dans un espace suffisant au regard de leur poids. La stéréotaxie sera effectuée une seule fois avec pose de canule permettant des injections intracérébrales une fois par jour pendant 6 jours. L’intégralité des animaux seront suivis d’un point de vue comportemental ayant pour objectif de tester les capacités cognitives des animaux. Au cours des deux procédures, des prélèvements sanguins seront effectués une fois par semaine et juste avant la mise à mort sur animaux vigiles pour lesquels la douleur sera prévenue par application d’un anesthésique local. Au cours de la procédure faisant appel à la stéréotaxie, du liquide céphalo-rachidien sera prélevé une fois sur les animaux anesthésiés, avant leur mise à mort.

Impact sur les animaux

Les procédures chirugicales (induction de parodontite, perfusion ou stéréotaxie) seront réalisées sous anesthésie et analgésie. Le suivi post-opératoire sera réalisé par du personnel formé au bien-être animal. Les procédures comme la stéréotaxie ou la pose de perfusion sont des procédures courantes dans le laboratoire. Les conséquences attendues sont minimes sur le bien-être animal. Aucun effet secondaire n'est attendu sur les animaux du fait de l’induction de la parodontite. Les procédures exécutées ne provoqueront qu'un inconfort léger (pose d'une ligature à la base d'une dent, et injections dans la gencive). Une absence de perte de poids consécutive à la pose de ligature est attendue comme dans une étude précédente. Les injections au niveau gingival peuvent entrainer des saignements au point d’injection sans nuisance sur le comportement de l’animal. Les injections seront effectuées de manière lente pour éviter l’apparition de grosseurs/nodules au niveau de la gencive. Dans le cas où certains animaux rencontreraient tout de même des difficultés à l’alimentation, de la nourriture en gel sera mise en place.

Devenir

A l'issue des procédures (P1) et (P2), tous les animaux seront mis à mort à la fin de la procédure pour permettre des analyses des tissus parodontaux et cérébraux.

Remplacement

L’objectif de ce projet est d’évaluer différents aspects de la physiopathologie des tauopathies en lien avec les performances cognitives et des pathologies induites au niveau périphérique. L'utilisation d'animaux vivants revêt donc un caractère de stricte nécessité. En effet, nos travaux visent à mettre en lien les atteintes périphériques infectieuses et inflammatoires avec des altérations comportementales, histologiques, biochimiques et moléculaires neuronaux et d’en étudier les facteurs modulateurs au cours du vieillissement. Cela nécessite donc le développement d’approches neurobiologiques intégrées. De plus les modèles expérimentaux sont largement utilisés pour vérifier les hypothèses biologiques de la relation entre la parodontite et d’autres maladies systémiques pour permettre le contrôle de facteurs étiologiques supposés. Ces évaluations particulières ne peuvent pas être réalisées en utilisant des alternatives aux modèles animaux.

Réduction

Le nombre total d’animaux concernant les procédures de notre protocole sur les 5 ans à venir est donc estimé à 1632 (1032 souris et 600 rats). Cette utilisation maximise les données obtenues de chaque animal, ce qui peut limiter ou éviter l'utilisation subséquente d'animaux supplémentaires, et ce, sans pour autant compromettre le bien-être animal. Pour chacun des groupes constitués, le nombre d'animaux a été réduit au maximum tout en permettant l'obtention de résultats satisfaisant (différences statistiquement observables). Pour limiter le nombre d’animaux, une réutilisation des animaux des animaleries employés pour la formation sera effectuée pour la mise au point des modèles de parodontite. Un calcul du nombre d’animaux total nécessaire par groupe a été effectué pour respecter le principe des 3R. De plus les animaux seront utilisés pour plusieurs interventions au sein des procédures expérimentales afin de réduire leur nombre. Pour l’étude statistique, une comparaison des groupes d’animaux deux à deux entre les animaux contrôles et les animaux tests sera effectuée.

Raffinement

Les animaux seront observés tous les jours, et pesés au moins 1 fois par semaine, par du personnel spécialement formé. Durant l'étude, tout sera mis en œuvre pour minimiser le stress auquel les animaux sont soumis. Les animaux seront hébergés en groupe, et des éléments d'enrichissement du milieu seront mis à disposition: blocs à ronger pour les rats, coton pour la confection de nids... Les animaux seront suivis précisément pour chaque protocole, pour lesquels des points limites adaptés ont été définis. Toute souffrance, angoisse ou comportement inhabituel sera pris en charge par des approches appropriées. Les procédures expérimentales de chirurgies seront réalisées, après une prémédication analgésique, sous anesthésie générale par voie intrapéritonéale. En cas de douleur, un analgésique complémentaire sera administré. Les animaux présentant un des points limites spécifiés pour chaque approche expérimentale seront sacrifiés dans une salle dédiée; le tout en lien avec le responsable du bien être animal.

Choix des espèces

Ces espèces sont utilisées parce que rats et souris peuvent être évalués par des méthodes comportementales et être génétiquement modifiés par injections de vecteurs viraux ou transgénèse. Les souris transgéniques utilisées dans notre protocole reproduisent un certain nombre d’altérations retrouvées dans la Maladie d’Alzheimer et les tauopathies (lésions amyloïdes : APP/PS1dE9, APPP KI, hyperphosphorylation/troncation, agrégation/altération d’épissage/perte de fonction de la protéine Tau : THY-Tau22, THY-Tau30, TauKO, Tau-KI, MiniTau. Le parodonte des rongeurs et notamment du rat est assez similaire à celui de l'homme notamment d’un point de vue anatomique dans la région molaire. L’avantage de ce modèle animal est aussi de pouvoir mener une étude sur des groupes homogènes et alors minimiser les effets de la variabilité biologique. Dans la plupart des expérimentations, les souris et les rats seront utilisées à l’âge adulte : entre 2 mois à 12 mois.

102 rats vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. On leur implante sous la peau du dos des racines de dents humaines remplies d'un hydrogel ou de sang, pour quatre à douze semaines, avant de les tuer et de prélever les échantillons pour analyse. Le porteur décrit une douleur post-chirurgicale, un stress lié aux points de suture et une anxiété qu'il présente comme "attendue dans toute expérimentation animale". L'objectif est de valider un gel de revitalisation des dents nécrosées comme alternative à la dévitalisation chez de jeunes patients.

Objectifs

L’acte de dévitaliser les dents sur de jeunes patients peut-être éviter en préférant une thérapie régénérative (Traitement Endodontique Régénératif (TER) ou revitalisation pulpaire). Ce traitement se base sur l’obtention d’un tissu vascularisé à partir d’un caillot sanguin formé à l’intérieur de la racine de la dent nécrosée. Pour favoriser le développement d’un tissu de type pulpe dentaire à partir d’un caillot sanguin, au sein de notre laboratoire , a été développé un gel injectable dans la racine de la dent. Les études in vitro ont démontré la capacité de ces matrices sous forme de gel à former un tissu similaire à la pulpe dentaire, vascularisé et organisé. L’étape suivante vise à évaluer et à étudier le tissu formé dans des conditions in vivo chez le rat. Le modèle in vivo consiste en l’implantation sous-cutanée dans le dos du rat, de racines des dents humaines remplies avec les matériaux de revitalisation pulpaire. Pour notre étude, 10 racines remplies avec du gel (groupe test) et 10 racines remplies avec du sang (groupe contrôle) seront implantés sur 10 animaux par groupe. Chaque animal sera implanté avec 2 échantillons selon un modèle en split mouth : un échantillon « contrôle » et un échantillon « test ». Après la fin de la période d’implantation une étude histologique des tissus néoformés dans les racines sera réalisée. L’ensemble de ces résultats seront comparés avec les résultats des études in vitro.

Bénéfices attendus

Ce projet s’inscrit dans la continuité de l’étude des effets des biomatériaux pour la revitalisation pulpaire. Les bénéfices attendus de ce projet sont l’obtention d’un tissu en condition proche de la clinique dont les caractéristiques en termes de cellules, de fibres et de formation de vaisseaux sanguins et nerveux seraient proches de celles de la pulpe dentaire. L’étude de la formation du tissu par l’hydrogel en condition in vivo nous permettrait de valider la capacité de l’hydrogel à recréer un tissu proche de la pulpe qui pourrait ensuite être appliqué en condition réelle à l’intérieur de la dent d’un patient, afin de remplacer le processus de dévitalisation.

Procédures

Implantation sous cutanée des échanitillons dans la loge dorsale de l'animal pour une période de 4 et 12 semaines. Dans chaque animal nous allons implanter 2 échantillons - un échantillon "test" et un échantillon "contrôle". Après les deux périodes d'implantation les animaux seront autanasiés et les échantillons prélévés pour une étude histologique et immunohistochimique.

Impact sur les animaux

- Douleur post chirurgicale au niveau du site opératoire (gonflement, inflammation) due à la cicatrisation - Stress physique provoqué par les points de suture au niveau des incisions (excitation, comportement anormal des animaux qui peuvent essayer de se retirer les points) - L’anxiété est un effet indésirable attendu comme dans toute expérimentation animale.-

Devenir

A la fin des deux périodes d'implantation, tous les animaux seront euthanasiés pour récupération et analyse des échantillons

Remplacement

Ce projet de recherche s’inscrit dans la suite d’études expérimentales in vitro concluantes qui peuvent donner lieu à l’application chez l’homme des biomatériaux proposés. C’est pourquoi, des études sur le petit animal doivent être entreprises pour confirmer le bénéfice in vivo et informer d’éventuels biais non révélés in vitro. Il n’existe pas d’alternatives non animales pour réaliser ce test in vivo. L’implantation de l’hydrogel à base de fibrinogène et du sang dans la racine dentaire humaine permettra de réaliser le test in vivo directement sur l’environnement du produit dans lequel il sera appliqué. En effet, cliniquement, l’hydrogel sera en contact avec le sang de l’hôte pour permettre la formation d’un tissu similaire à la pulpe dentaire humaine. L’implantation de nos échantillons dans le dos du rat offre un environnement avec des conditions de vascularisation similaire à la réalité clinique, ce qui augmente la significativité des résultats.

Réduction

La taille d’échantillon utilisé (racine dentaire humaine 10mm) nous permet d’implanter maximum 2 échantillons dans la loge sous-cutanée thoracique dorsale de deux côtés de la colonne vertébrale par animal. Ansi dans un animal nous allons implanter un échantillon "test" et un échantillon "controle". Cela va diviser par deux le nombre d' animaux necessaires pour tous les tests. Le résultat du nombre de sujets nécessaires est de 10 par groupe (soit 20 échantillons implantés) et par la période d’implantation pour l’étude principale et de deux animaux pour l’étude préliminaire au total 102 animaux. Cela détermine un nombre d' animaux implantés pour l’étude principale égal à 100. Les résultats seront groupés dans des fiches individuelles pour chaque animal.

Raffinement

les animaux seront isolés en post-opératoire afin d'éviter tout risque de blessure.Les rats disposeront dans leurs cages individuelles de modules de cœur de bois de peuplier qui permettent de développer l’activité d’exploration de l’animal et de participer à son bien être. L'environnement du rongeur est également enrichi avec frisottis de papier qui stimule les instincts de nidification et d'exploration de jeu. Le rythme circadien des rongeurs sera respecté. Les procédures ne débuteront que sept jours après réception des animaux pour diminuer le stress lié au changement d’environnement.Visites quotidiennes par le personnel qualifié de l’animalerie. Utilisation d'un anesthésique local en début de toute chirurgie .Mise en place d’un protocole antalgique adapté . En cas de signes clinique d'infection du site opératoire, nous lui administrerons un antibiotique.Mise en place d’une grille de score ,utilisation de points limites adaptés, d’un arbre décisionnel et de critères d’arrêt de souffrance .

Choix des espèces

Le rat est un animal dont la taille et les proportions permettent la mise en place d’un protocole chirurgical pour l’implantation des racines dentaires humaines avec ces dimensions déterminées dans le dos du rat. L’implantation des biomateriaux pour la revitalisation de la pulpe dentaire et du sang dans la racine dentaire humaine permettra de réaliser le test in vivo directement sur l’environnement du produit dans lequel il sera appliqué. De plus le rat est un animal connu pour la rapidité de cicatrisation, sa résistance à la douleur et aux infections ainsi que sa bonne tolérance à l’anesthésie. Le rat dispose d'une qualité tissulaire proche de celle de l’homme ce qui nous permettra d’obtenir des conditions expérimentales proches des situations cliniques, augmentant ainsi la significativité des résultats. Animaux adultes : la taille suffisante pour l’implantation de deux échantillons par animal.